【正文】 劑的 SCR 法必須首先進(jìn)行煙氣除塵和脫硫；或 者是選用不易受骯臟煙氣污染和腐蝕等影響的，同時(shí)要具有一定的活性和耐受一定溫度的催化劑，如二氧化鈦為基體的堿金屬催化劑，其最佳反應(yīng)溫度為 300400℃。 13 SCR 系統(tǒng)里的 NOx是如何被反應(yīng)的？ 在 SCR 反應(yīng)器內(nèi)， NO通過以下反應(yīng)被還原： 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O 6NO + 4NH3 → 5N2+ 6H2O 當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與 NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。在通常的設(shè)計(jì)中，使用液態(tài)純氨或氨水（氨的水溶液），無論以何種形式使用氨，首先使氨蒸發(fā)，然后氨和稀釋空氣或煙氣混合，最后利用噴氨格柵將其噴入 SCR反應(yīng)器上游的煙氣中。 另外當(dāng)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)按照較低的過量空氣系數(shù)時(shí)，如果實(shí)際運(yùn)行無法達(dá)到設(shè)計(jì)選取的過量空氣系數(shù)（實(shí)際運(yùn)行高于設(shè)計(jì)值），會(huì)導(dǎo)致通過鍋爐各受熱部件的煙氣流速偏離設(shè)計(jì)值，因此將無法到達(dá)設(shè)計(jì)的換熱效果和受熱面防磨性的要求。這是一種最簡單的降低 NOx排放的方法。在第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)越小，抑制 NOx的生成效果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導(dǎo)致燃燒效率降低、引起結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。 空氣分級(jí)燃 燒主要有軸向和徑向分級(jí)燃燒兩種。但由于鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，總的運(yùn)行風(fēng)量較小，而燃燒器停運(yùn)風(fēng)門全關(guān)時(shí)流通空隙的結(jié)構(gòu)，冷卻風(fēng)量占燃燒風(fēng)量的比例在低負(fù)荷時(shí)明顯增加，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的 主燃燒器區(qū)域的 低氧量無法保證， 分級(jí)燃燒 效果降低 ，因此低負(fù)荷控制NOx的效果不明顯。 上鍋 低 NOx燃燒技術(shù) 在燃用設(shè)計(jì)煤種的情況下，機(jī)組負(fù)荷 BMCR 工況下鍋爐的 NOx排放濃度保證值可達(dá)到不超過 200 mg/Nm3（ O2=6%）；機(jī)組負(fù)荷大于 60%BMCR工況下鍋爐的 NOx 排放濃度保證可達(dá)到不超過 250 mg/Nm3（ O2=6%）。由于我國對(duì)環(huán)保的要求越來越高，對(duì)氮氧化物排放的限制將越來越嚴(yán)格，因此國內(nèi)一些大型鍋爐廠和一些工程公司等對(duì)低氮燃燒技術(shù)進(jìn) 行了較多的研究，特別是在已運(yùn)行的機(jī)組上如在一些已運(yùn)行的電站鍋爐上實(shí)施低氮燃燒改造的試驗(yàn)和工程應(yīng)用。 (3)低 NOx 燃燒器：將前述的空氣分級(jí)及燃料分級(jí)的 原理應(yīng)用于燃燒器的設(shè)計(jì)，盡可 能的降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達(dá)到控制 NOx 生成量的目的，這類特殊設(shè)計(jì)的燃燒器就是低 NOx 燃燒器，一般可以降低 NOx 排放濃度的 30～ 60%。它采取的措施是通過控制燃燒空氣量、保持每只燃燒器的風(fēng)粉 (煤粉 )比相對(duì)平 衡及進(jìn)行燃燒調(diào)整，使燃料型 NOx 的生成降到最低，從而達(dá)到控制 NOx 排放的目的。應(yīng)用在燃煤 電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原技術(shù) （ SCR） 、選擇性非催化還原技術(shù)以 (SNCR)及 SNCR/SCR 混合煙氣脫硝技術(shù)。 3 控制 NOx 的措施有那些？ 答：有關(guān) NOx 的控制方法從燃料的生命周期的三個(gè)階段入手，即燃燒前、燃燒中和燃燒后。但是 CO 隨之增加，燃燒效率下降。此外還有很多因素都會(huì)影響鍋爐煙氣中的 NOx含量的多少，有燃料種類的影響，有運(yùn)行條件的影響，也有鍋爐負(fù)荷的影響。硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更強(qiáng)，因?yàn)樗趯?duì)水體的酸化、對(duì)土壤的淋溶貧化、對(duì)農(nóng)作物和森林的灼傷毀壞、對(duì)建筑物和文物的腐 蝕損傷等方面絲毫不不遜于硫酸型酸雨。 脫硝技術(shù)問答 100題 一、 基礎(chǔ)原理篇： 1 氮氧化物的的危害有哪些？ 答： (1)、 NO 能使人中樞神經(jīng)麻痹并導(dǎo)致死亡， NO2 會(huì)造成哮喘和肺氣腫，破壞人的心、肺，肝、腎及造血組織的功能喪失，其毒性比 NO 更強(qiáng)。所不同的是，它給土壤帶來一定的有益氮分，但這種“利”遠(yuǎn)小于“弊”，因?yàn)樗赡軒淼乇硭粻I養(yǎng)化，并對(duì)水生和陸地的生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。 (1)、鍋爐燃料特性影響 煤揮發(fā)成分中的各種元素比會(huì)影響燃燒過程中的 NOx生成量，煤中氧 /氮 (O/N)比值越大， NOx排放量越高；即使在相同 O/N 比值條件下，轉(zhuǎn)化率還與過量空氣系數(shù)有關(guān)，過量空氣系數(shù)大，轉(zhuǎn)化率高，使 NOx排放量增加。當(dāng)空氣分級(jí)進(jìn)入時(shí)，可有效降低 NOx排放量，隨著一次風(fēng)量減少，二次風(fēng)量增， N被氧人的速度降低，NOx的排放量也相應(yīng)下降。當(dāng)前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的 NOx 控制。 4 什么是低氮燃燒技術(shù) 答：對(duì) NOx 的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域的溫度和過量空氣量。 (2)空氣分級(jí)燃燒技術(shù)：是目前應(yīng)用較為廣泛的低 NOx 燃燒技術(shù)，它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進(jìn)行。 此外，還有燃料分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)等技術(shù)對(duì) NOx 進(jìn)行控制。實(shí)施低氮燃燒改造基本上是通過采用空氣分級(jí)、高位燃盡風(fēng)、濃淡燃燒器和空氣濃淡分布技術(shù)、降低燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì) NOx 的有效控制。 6 為什么低氮燃燒技術(shù)在 低負(fù)荷時(shí) NOx的 排放 不易 控制 ？ 答： 一般而言， 為了保證汽溫， 鍋爐在低 負(fù)荷運(yùn)行時(shí) 通常會(huì)適當(dāng)提高燃燒時(shí)的過量空氣系數(shù)。 7 上鍋廠的 低 NOx燃燒器 有什么特點(diǎn)？ 上鍋采用的是特殊的低 NOx燃燒器， 通過特殊設(shè)計(jì)的燃燒器結(jié)構(gòu)以及通過改變?nèi)紵鞯娘L(fēng)煤比例，將前述的空氣分級(jí)、燃料分級(jí)用于燃燒器 本身 ，以盡可能地降低著火氧的濃度適當(dāng)降低著火區(qū)的溫度達(dá)到最大限度地抑制 NOx 生成的目的。軸向分級(jí)燃燒指在距燃燒器上方一定位置處開設(shè)一層或兩層所謂燃盡風(fēng)噴口，將助燃空氣沿爐膛軸向 (即煙氣流動(dòng)方向 ) 分級(jí)送入爐內(nèi)，使燃料的燃燒過程沿爐膛軸向分級(jí)分階段進(jìn)行。因此為保證既能減少 NOx的排 放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須正確組織空氣分級(jí)燃燒過程。一般可降低NOx排放 15～ 20%。 因此必須 將降低 NOx和提高燃燒效率相結(jié)合，在 相 應(yīng)的 低 過量空氣系數(shù)降低NOx排放的同時(shí)兼顧鍋爐整體受熱面的設(shè)計(jì)，優(yōu)化整體鍋爐的運(yùn)行性能。 11 SCR 法的優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答： SCR 法是國際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。 在鍋爐的煙氣中， NO2一般約占總的 NOx濃度的 5% ， NO2 參與的反應(yīng)如下： 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2+ 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2+ 12H2O 上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原 NO2 比還原 NO 需要更多的氨。 15 如何保證 SCR 系統(tǒng) NOx 脫除效率？ 答： SCR系統(tǒng) NOx 脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和 NOx反應(yīng)。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè) 定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。 其危害：首先，達(dá)到給定的 NOx 脫除率需要的氨供給率將增加，需要添加額外的還原劑以替換被氧化的氨；第二，氨的氧化減少了催化劑內(nèi)表面吸附的氨，可能影響 NOx 脫除，可能導(dǎo)致催化劑體積不足；此外，由于氨不是被氧化就是與 NOx 反應(yīng)或者作為氨逃逸從反應(yīng)器中排出，因此氨的氧化使 SCR 工藝過程的物料平衡變得復(fù)雜。 SO3 的產(chǎn)生率正比于煙氣中 SO2 的濃度。 SCR 反應(yīng)器產(chǎn)生的 SO3 增加了煙氣中 SO3 的本底濃度。銨鹽沉積開始的溫度是氨和 SO3濃度的函數(shù)，為了避免催化劑沾污，在滿負(fù)荷條件下， SCR 系統(tǒng)運(yùn)行溫度應(yīng)該維持在 320℃以上。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。只有氣流在反應(yīng)器中速度分布均勻及流動(dòng)方向調(diào)整得當(dāng)， NOx 轉(zhuǎn)化率、氨逃逸率和催化劑的壽命才能得以保證。 3)、飛灰使催化劑反應(yīng)器通道堵塞。逃逸的 NH3與煙氣中的 SO3和 H2O形成 NH4HSO4，在 150230℃時(shí)，會(huì)對(duì)空預(yù)器冷段形成強(qiáng)烈腐蝕，同時(shí)造成空預(yù)器積灰?？傊?，通過改變空預(yù)器的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行中控制 NH3逃逸率在較低水平，則 SCR 裝置不會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行。由于這種布置方案的煙氣溫度在 300~400℃的范圍內(nèi)，適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度，因而它被廣 泛采用。④如煙氣溫度升高，會(huì)將催化劑燒結(jié)，或使之再結(jié)晶而失效，如煙氣溫度降低， NH3 會(huì)和 SO3 反應(yīng)生成酸性硫酸銨，從而會(huì)堵塞催化劑和污染空氣預(yù)熱器。采用這一方案的最大問題是，靜電除塵器很難在 300~400℃的溫度下正常運(yùn)行，因此很少采用。 對(duì)于一般燃油或燃煤鍋爐，其 SCR 反應(yīng)器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間，因?yàn)榇藚^(qū)間的煙氣溫度剛好適合 SCR 脫硝還原反應(yīng)，氨被噴射于省煤器與 SCR 反應(yīng)器間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置，使其與煙氣充分混合后在反應(yīng)器內(nèi)與氮氧化物反應(yīng)， SCR系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)行業(yè)績的脫硝效率約為 50%~90%。 （ 4）、被飛灰顆粒捕捉，降低飛灰荷阻比，影響除塵效率并污染飛灰，影響粉煤灰的出售。 （ 4）、硫酸霧可能會(huì)在煙囪附近沉降，直接影響電廠。 27 何為 SCR 系統(tǒng) 摩爾比？有什么作用？ 答： SCR 系統(tǒng) 摩爾比指參與脫硝反應(yīng)的氨氮配比，即ＮＨ 3/ＮＯ x ，是 SCR 脫硝系統(tǒng)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。 摩爾比可由程序決定或在現(xiàn)場調(diào)試時(shí)設(shè)定。該技術(shù)是用 NH尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與 NOx 進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。 29 引起 SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有那些？ 答：引起 SNCR 系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點(diǎn)煙氣溫度低影響了氨與 NOx 的反應(yīng)；另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。 30 什么是 SNCR/SCR 混合煙氣脫硝技術(shù)？ 答： SNCR/SCR 混合煙氣脫硝技術(shù)是把 SNCR 工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同 SCR工藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步脫除 NOx。 SNCR 體系可向 SCR 催化劑提供充足的氨，但是控制好氨的分布以適應(yīng) NOx 的分布的改變卻是非常困難的。 31 脫硝工藝有那些副產(chǎn)物？ 答：脫硝過程是利用氨將氮氧化物還原，反應(yīng)產(chǎn)物為無害的水和氮?dú)?，因此脫硝過程不產(chǎn)生直接的副產(chǎn)物。 廢催化劑可用作水泥原料或混凝土及其它筑路材料的原料或返回廠家處理從中回收金屬、再生等。 34 聲波吹灰器與蒸汽吹灰器有何不同？ 答：聲波吹灰技術(shù)是利用聲波發(fā)生器，把調(diào)制高壓氣流而產(chǎn)生的強(qiáng)聲波，饋入反應(yīng)器空間內(nèi)。而傳統(tǒng)的高壓蒸汽吹灰器，是“觸及”的方法，輸出的能量載體是“蒸汽射流”， 靠“蒸汽射流”的動(dòng)量直接打擊換熱面上的灰塵，使之脫落并將其送走。氨對(duì)人體生理組織具有強(qiáng)烈腐蝕作用，對(duì)皮膚及呼吸器官有強(qiáng)烈刺激性及腐蝕性。如果沖洗后仍有過敏或燒傷，應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療。 4）、體內(nèi)接觸：立即喝大量的水稀釋吸入的氨。氨系統(tǒng)的三種方法中，使用尿素制氨的方法最安全，但是，其投資、運(yùn)行總費(fèi)用最高；純氨的運(yùn)行、投資費(fèi)用最低，但是，純氨的存儲(chǔ)需要較高的壓力，安全性要求較高。催化劑為株式會(huì)社日立制作所生產(chǎn)的板式催化劑。其中電源分配柜電源來自兩路，一路常用電源接自氨區(qū) MCC，另一路備用電源引自 400V 除塵 MCC4A 段（控制中心），通過設(shè)置在電源柜內(nèi)的雙電源切換裝置分配給各個(gè)用電負(fù)荷。 40 我廠 SCR 的工藝流程？ 答：我廠的 SCR 工藝流程為：還原劑液氨用罐裝卡車運(yùn)輸，以液體形態(tài)儲(chǔ)存于氨罐中；液態(tài)氨在注入 SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器汽化，汽化的氨和稀釋空氣混合，通為噴氨格柵噴入 SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR 反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，生成 N2和 H2O，去除煙氣中的 NOx。 43 催化反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行需注意那些 要點(diǎn) ? (1)反應(yīng)器聲波吹灰系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于機(jī)組和脫硝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行極為重要。催化劑的正常工作溫度為 290℃ 420℃，只有當(dāng)煙氣溫度高于290℃且低于 420℃時(shí)，方可向反應(yīng)器內(nèi)噴氨，當(dāng)反應(yīng)器煙氣溫度高于 420℃時(shí)，應(yīng)該對(duì)鍋爐進(jìn)行調(diào)整，以免催化劑發(fā)生高溫?zé)Y(jié)，從而導(dǎo)致催化劑活性迅速降低； (7)應(yīng)當(dāng)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)口溫度和空預(yù)器進(jìn)口溫度進(jìn)行關(guān)注，尤其是在機(jī)組啟停階段。 45 簡述我廠 4號(hào)爐 SCR 反應(yīng)區(qū)工藝 流程？ 答： 我廠 4 號(hào)爐 SCR 反應(yīng)器位于鍋爐下游的煙 道上，氨噴射格柵位于反應(yīng)器上游的煙道上；因此，在反應(yīng)器入口處，通過導(dǎo)流板，能使氨氣 /空氣混合氣體在煙氣中均勻分布。催化劑類型為板式。 為了防止煙氣的飛灰在催化劑上沉積，堵塞催化劑孔道，在每層催化劑上安裝了 4個(gè)聲波吹灰器，吹灰介質(zhì)為壓縮空氣。 48 我廠 4 號(hào)爐 SCR氨氣噴射系統(tǒng)有什么工藝特點(diǎn)？ 答：氨儲(chǔ)存和蒸發(fā)系統(tǒng)為脫硝系統(tǒng)提供氨氣，氨耗量隨進(jìn)口ＮＯ x 值由氨流量控制閥來控制。每個(gè)供應(yīng)管道上都裝有手動(dòng)節(jié)流閥和流量孔板，通過調(diào)節(jié)可獲得氨氣在煙氣中更均勻的分布。根據(jù)ＮＯ x 濃度分布調(diào)節(jié)各個(gè)噴嘴的氨氣 /空氣混合氣體流量 49 簡述我廠 SCR 控制系統(tǒng)的基本原理？ 答：通過反饋控制提供氨量，保持出口ＮＯ x 值恒定。如果由于聯(lián)鎖失效而不能調(diào)節(jié)噴氨，則立即關(guān)閉氨流量控制閥。在氨供應(yīng)管道上有一個(gè)緊急切斷閥。在低負(fù)荷或低 NOx 值時(shí)，氨氣濃度將低于 5%。每個(gè)支管上都有手動(dòng)節(jié)流閥和流量孔板，以保